300kV小型加速レンズ装置によるエネルギー連続可変ガスイオン集束ビーム

抄録

プロトンリソグラフィ等による微細加工に利用されているMeV級イオンマイクロビームにおいて、装置の小型化とナノビーム化が切望されており、原子力機構では加速レンズによる小型ナノビーム装置の研究開発を行ってきた。加速レンズ系は静電場のみで構成されるため、各電極への印加電圧の比が一定である限り焦点距離も近似的に一定である。従って、試料上へのビーム集束条件を維持したまま連続的にビームエネルギーを変化させることが可能であり、加工深度が滑らかに変わる３次元微細加工への応用が期待できる。本研究では、300kV加速レンズ系（全長650mm）を含む小型装置を構築し、エネルギーの連続的な可変性を実証すべくプロトンビーム集束実験を行った。その結果、100keVから140keVのどのビームエネルギーにおいてもビーム径は約20μmで保たれ、即ちビーム集束条件が維持されることがわかった。詳細は当日発表する。